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Ecocardiografía tridimensional. Nuevas perspectivas sobre la caracterización de la válvula mitral
ART Í C U LO DE R E V I SI ÓN
Ecocardiografía tridimensional. Nuevas perspectivas sobre la caracterización de la válvula mitral Jorge Solisa, Marta Sitgesb, Robert A. Levinea y Judy Hunga a
Cardiology Division. Massachusetts General Hospital. Harvard Medical School. Boston. Massachusetts. Estados Unidos. b Servicio de Cardiología. Institut Clínic del Torax. Hospital Clínic. Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer. Universitat de Barcelona. Barcelona. España.
Recientes avances en la ecocardiografía tridimensional han permitido obtener imágenes en tiempo real, sin necesidad de realizar una reconstrucción off-line. Estos avances la han convertido en una importante herramienta tanto para la investigación como para la práctica clínica diaria. Gran parte de los trabajos realizados mediante ecocardiografía tridimensional se centran en el análisis de la válvula mitral, la fisiopatología de las lesiones mitrales y, en especial, la insuficiencia mitral funcional. El objetivo de este artículo es revisar la aportación de la ecocardiografía tridimensional en el conocimiento de la anatomía funcional de la válvula mitral, sus aplicaciones clínicas y sus implicaciones terapéuticas. Palabras clave: Ecocardiografía tridimensional. Ecocardiografía tridimensional en tiempo real. Insuficiencia mitral.
Three-Dimensional Echocardiography. New Possibilities in Mitral Valve Assessment Recent developments in three-dimensional echocardiography have made it possible to obtain images in real time, without the need for off-line reconstruction. These developments have enabled the technique to become an important tool for both research and daily clinical practice. A substantial proportion of the studies carried out using three-dimensional echocardiography have focused on the mitral valve, the pathophysiology of mitral valve disease and, in particular, functional mitral regurgitation. The aims of this article were to review the contribution of three-dimensional echocardiography to understand the functional
Correspondencia: Dr. J. Solis Martin. Cardiology Division. Massachusetts General Hospital. Blake 2. 55 Fruit Street. Boston, MA 02114. Estados Unidos. Correo electrónico: [email protected].
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anatomy of the mitral valve and to summarize the resulting clinical applications and therapeutic implications. Key words: Three-dimensional echocardiography. Realtime three-dimensional echocardiography. Mitral regurgitation. Full English text available from: www.revespcardiol.org
INTRODUCCIÓN En los últimos 10 años se ha producido un gran desarrollo de la ecocardiografía tridimensional en tiempo real (Eco-3DTR). Los avances en la adquisición, el almacenamiento y el análisis de las imágenes derivadas de esta técnica han hecho posible que cada vez sea más frecuente su uso en los laboratorios de ecocardiografía; no sólo en estudios de investigación, sino también en la práctica clínica diaria. Gran parte de los trabajos realizados mediante ecocardiografía tridimensional (Eco-3D) se centran en el análisis de la válvula mitral (VM). La Eco-3D nos ha permitido entender la anatomía funcional de la VM, la fisiopatología de las lesiones mitrales y, en especial, de la insuficiencia mitral funcional (IMF). La reciente incorporación de la Eco-3DTR transesofágica (Eco-3DTRTE) supone un gran avance y probablemente se convertirá en una herramienta imprescindible, tanto para el diagnóstico de lesiones mitrales como para la monitorización de la cirugía cardiaca y los procedimientos percutáneos sobre la válvula. El objetivo de este artículo es revisar la aportación de la Eco-3D en el conocimiento de la anatomía funcional de la VM, sus aplicaciones clínicas y sus implicaciones terapéuticas. DESARROLLO DE LA ECOCARDIOGRAFÍA TRIDIMENSIONAL Las primeras imágenes tridimensionales del corazón mediante ecocardiografía fueron obtenidas
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Fig. 1. Modalidades de captación con Eco3DTR: volumen completo donde se capta una pirámide de información; 3D-tiempo real en la que se observa un corte paraesternal en el eje largo; imagen multiplanar con la captación simultánea de dos planos bidimensionales (plano paraesternal longitudinal y plano paraesternal transversal a nivel de la válvula mitral). AI: aurícula izquierda; Ao: válvula aórtica; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo; VM: válvula mitral.
por Dekker et al1 en 1974. A partir de entonces, se desarrollaron diferentes sistemas tridimensionales que requerían la adquisición de imágenes bidimensionales (Eco-2D) sincronizadas con el electrocardiograma y la respiración, junto con un laborioso proceso de reconstrucción. Durante mucho tiempo, esta técnica ha aportado valiosa información sobre la anatomía y la función cardiaca. Sin embargo, su uso estaba limitado a unos pocos laboratorios de ecocardiografía y únicamente a estudios de investigación, debido al largo tiempo de procesado que requerían las imágenes. El desarrollo de transductores matriciales, con más de 3.000 cristales, junto con nuevos procesadores, permite obtener imágenes en tiempo real, sin necesidad de realizar una reconstrucción off-line. Esta tecnología permite adquirir una pirámide tridimensional de datos que puede incluir todas las estructuras cardiacas. Estos nuevos avances han llevado a que, en la actualidad, la Eco-3D no esté únicamente limitada a la investigación, sino que puede formar parte de la práctica clínica diaria. La Eco-3DTR presenta tres modalidades de adquisición: volumen completo, 3D-tiempo real, y la imagen multiplanar (adquisición de dos o tres planos simultáneos) (fig. 1). La utilización de una u otra dependerá de las estructuras cardiacas que se examina y el objetivo del estudio. Así, para obtener imágenes del ventrículo izquierdo y evaluar sus dimensiones y la función sistólica se recomienda captar un volumen completo en la ventana apical, con lo que podremos incluirlo en su totalidad. Requiere de 4 a 7 latidos y debe estar sincronizado con el electrocardiograma. Estructuras más pequeñas, como la válvula pulmonar o la aórtica, se pueden adquirir con 3D-tiempo real e incluso podremos realizar imágenes ampliadas (3D-zoom). Al ser en tiempo real, no requiere estar sincronizado con el electrocardiograma, pero el volumen captado será menor. Finalmente, la adquisición multiplanar, concretamente la biplanar, es muy útil para la VM, ya que permite ver al mismo tiempo un plano longitudinal y otro transversal de la válvula corrigiendo la angulación hasta conseguir el plano deseado. Es destacable también la aplicación de la Eco-3DTR multiplanar para la ecocardiografía de estrés, con lo
Fig. 2. Imagen tridimensional de las cavidades cardiacas captadas mediante volumen completo desde el plano apical. AD: aurícula derecha; AI: aurícula izquierda; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo.
que se reduce el tiempo de adquisición de las imágenes de forma significativa. Una vez captadas las imágenes, hay dos maneras de visualizarlas. Por un lado, creando imágenes tridimensionales con apariencia de volumen, lo que permite ver las cavidades cardiacas y las diferentes estructuras relacionadas entre sí (fig. 2). Por otra parte, podemos visualizar tres planos 2D al mismo tiempo (cortes coronal, sagital y transversal) (fig. 3). A partir de éstos, podremos orientar el plano de corte en cualquier dirección del espacio y conseguir el más adecuado para incluir el área de interés. Así por ejemplo, con la Eco-3D se corrigen los planos oblicuos o aquellos en los que no se visualiza el ápex, adquiridos con Eco-2D desde la ventana apical para el cálculo de volúmenes ventriculares. Esto justifica que la Eco-3D sea superior a la Eco-2D en el cálculo de volúmenes ventriculares, en especial en el caso de cavidades dilatadas y con geometría distorsionada2-5. Además, tenemos que tener en cuenta que, a diferencia de la Eco-2D, la Eco-3D no utiliza presunciones geométricas para el cálculo de volúmenes. Rev Esp Cardiol. 2009;62(2):188-98
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Fig. 3. Captación mediante volumen completo, en la que se visualiza simultáneamente tres planos bidimensionales (A: corte coronal; B: corte sagital; C: corte transversal; D: superposición de los tres planos). Mediante la reorientación de estos planos se puede estudiar cada una de las estructuras cardiacas. AD: aurícula derecha; AI: aurícula izquierda; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo.
TABLA 1. Protocolo ecocardiográfico tridimensional completo Ventana paraesternal
Ventana apical Ventana subcostal Ventana supraesternal
Adquisición de volumen completo Doppler color 3D a nivel de las válvulas mitral y aórtica Doppler color 3D a nivel de las válvulas tricúspide y pulmonar Adquisición de volumen completo. Incluye los dos ventrículos y las dos aurículas Doppler color 3D a nivel de las válvulas mitral, aórtica, tricúspide y pulmonar Adquisición de volumen completo Doppler color 3D a nivel de los septos interauricular e interventricular Adquisición de volumen completo Doppler color 3D a nivel de la aorta descendente
Con los sistemas iniciales, el Doppler color en la Eco-3D también requería una reconstrucción laboriosa, pero en la actualidad se puede adquirir junto con un volumen completo. Se requieren 7 latidos para su adquisición y se puede visualizar el flujo en su totalidad. Es especialmente útil en flujos complejos con efecto coanda en los que la Eco-2D suele subestimar su grado de severidad6,7. También se puede usar el Doppler color 3D con la adquisición multiplanar para flujos excéntricos y así estudiar su dirección. En los últimos 2 años la Eco-3DTRTE se ha incorporado en algunos laboratorios de ecocardiografía. La principal ventaja respecto a la Eco-2D 190
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transesofágica es que permite ver la VM desde cualquier punto de vista y realizar un mapa de las valvas mitrales tras una sola adquisición sin necesidad de una reconstrucción mental. Por ello, tanto los cirujanos como los cardiólogos intervencionistas especializados en la VM solicitan, cada vez con más frecuencia, un estudio previo al procedimiento con esta nueva modalidad ecocardiográfica. La Sociedad Americana de Ecocardiografía propone un protocolo completo en la práctica clínica mediante Eco-3DTR (tabla 1). Como alternativa, la Eco-3DTR podría complementar el estudio 2D convencional y únicamente centrarse en las estructuras de interés en cada caso.
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Aunque la Eco-3DTR ha conseguido eliminar algunas de las limitaciones que impedían aplicar las demás técnicas 3D a la práctica clínica, sigue teniendo importantes limitaciones. Es una técnica dependiente de la calidad de la imagen, que requiere de una curva de aprendizaje para optimizar su adquisición. Comparado con la Eco-2D convencional, presenta una baja resolución espacial, lo que dificulta, por ejemplo, la detección automática de bordes endocárdicos para cuantificar volúmenes. La menor tasa de imágenes por segundo también puede ser una limitación significativa a la hora de cuantificar flujos regurgitantes. Se requieren entre 4 y 7 latidos cardiacos para obtener un volumen completo, por lo que se puede obtener artefactos respiratorios o relacionados con arritmias cardiacas. Finalmente, la modalidad en tiempo real, aunque no requiere reconstrucción, está limitada por el pequeño volumen de adquisición. ECOCARDIOGRAFÍA TRIDIMENSIONAL EN LA EVALUACIÓN DE LA ANATOMÍA FUNCIONAL DE LA VÁLVULA MITRAL La Eco-3D es la técnica diagnóstica que más ha aportado al conocimiento de la anatomía y el funcionamiento de la VM. Mediante estudios in vitro y los realizados con Eco-3D en modelo animal, se ha comprobado los cambios que se producen en la geometría mitral y ventricular tras el infarto de miocardio y que dan lugar a la aparición de IM8. Los estudios posteriores en pacientes confirman estos resultados y la mayoría se centra en la IMF debido al complejo mecanismo que subyace a esta afección (fig. 4). En la IMF, la VM presenta una estructura aparentemente normal. Hay un desequilibrio entre las fuerzas que condicionan el cierre de las valvas mitrales durante la sístole9. Por un lado, se produce una disminución de las fuerzas de cierre que vienen determinadas por el gradiente de presión creado por la contracción ventricular, disminuidas en este tipo de patología que cursa con disfunción sistólica ventricular. Por otro lado, el desplazamiento apical y lateral de los músculos papilares (MPs), secundario al remodelado del ventrículo izquierdo, condiciona una tracción de las valvas mitrales en sentido apical, disminuye su superficie de coaptación y en consecuencia se produce la IM. Además, en la mayoría de los casos hay un mayor o menor grado de dilatación del anillo mitral8,10. Mediante Eco-3D podemos hacer un análisis detallado de cada uno de los componentes del aparato funcional mitral, necesario para comprender la anatomía funcional normal y los cambios que se producen en la IMF.
Fig. 4. Mecanismo de la insuficiencia mitral funcional. Disminución de la fuerza de cierre de la válvula mitral durante la sístole (flecha naranja). Aumento de la distancia de tethering debido al desplazamiento apical de los músculos papilares (flecha azul).
Geometría del anillo mitral Mediante la Eco-3D se ha demostrado que el anillo mitral presenta una forma en silla de montar11-12. Los puntos más elevados, es decir, más alejados del ápex cardiaco, corresponden a la región anterior más próxima a la raíz aórtica y la región posterior próxima a la pared posterior del ventrículo izquierdo13. Los puntos más bajos son las dos comisuras mitrales (fig. 5A). En sujetos sanos, esta forma es más marcada durante mesosístole, momento en el que el anillo mitral alcanza su menor área14. Tanto al final de la sístole como en el de la diástole, el anillo adquiere una forma más aplanada15. En pacientes con IMF se produce una dilatación junto con un aplanamiento del anillo mitral (fig. 5B). Aunque se dilatan tanto el diámetro intercomisural como el anteroposterior, éste es el más afectado, por lo que el anillo adquiere una forma más circular16. Estos cambios en la geometría del anillo parecen estar relacionados con el grado de insuficiencia mitral (IM)17. La IMF secundaria a una cardiopatía dilatada de origen isquémico presenta menos dilatación del anillo que la IMF secundaria a miocardiopatía dilatada idiopática, pero su remodelado suele ser asimétrico, probablemente en relación con el MP afectado. Asimismo, hay diferencias en el remodelado del anillo según la localización del Rev Esp Cardiol. 2009;62(2):188-98
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Fig. 5. Imagen tridimensional del anillo mitral. A: anillo mitral normal, con forma en silla de montar; las regiones más craneales corresponden a las regiones anterior y posterior del anillo. B: anillo mitral aplanado en paciente con insuficiencia mitral funcional. Fig. 6. A: imagen bidimensional en plano apical en el que se mide el área de tenting. B: visualización de un plano bidimensional mediante el programa OMNI4D (diseñado por el Massachusetts General Hospital), a partir de una adquisición de volumen completo. Se puede realizar una reconstrucción tridimensional de las valvas mitrales (en verde) mediante su trazado manual, utilizando un mínimo de 6 planos bidimensionales. Una vez trazado, se calcula automáticamente el volumen comprendido entre el anillo y las valvas mitrales (volumen de tenting). C: reconstrucción tridimensional del volumen de tenting (verde) junto con el ventrículo izquierdo (rojo) y el anillo mitral (azul).
infarto. En los infartos anteriores la dilatación y el aplanamiento del anillo mitral son mayores que en los infartos inferiores13. También con Eco-3D se ha conseguido demostrar el desplazamiento del anillo mitral, mediante el cálculo del área de desplazamiento18. En sujetos sanos se produce un desplazamiento caudal, que es más acentuado en la región posterior. En pacientes con IMF se reduce ese desplazamiento, fundamentalmente en la región posterior. Valvas mitrales Salgo et al19 comprobaron que la forma en silla de montar de la VM disminuye la tensión a la que están sometidas las valvas, en comparación con anillos más aplanados. Esta curvatura contribuye al mecanismo que evita la aparición de IM y refleja la capacidad de contracción del anillo durante la sístole. Mediante Eco-3D somos capaces actualmente de trazar las valvas mitrales y medir su área con la aplicación de programas informáticos especializados. Podemos medir el volumen entre el anillo mitral y las valvas mitrales para calcular el volumen de tenting. En sujetos normales, las valvas mitrales se encuentran a nivel del anillo mitral, con ligera protrusión hacia la aurícula de la porción más próxima a la raíz aórtica de la valva anterior. En la IMF, el área de coaptación se desplaza caudalmente debido a la tracción de las valvas por los MP. Hasta el mo192
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mento se usaba la Eco-2D para determinar en qué grado se afecta la geometría del aparato subvalvular y el ventrículo izquierdo, mediante el cálculo del área de tenting20 (fig. 6A) Sin embargo, estudios recientes han demostrado la asimetría de esta área21 y la existencia de diferentes patrones dependiendo de la etiología de la IMF22, por lo que un estudio basado en un único plano no sería óptimo. En cambio, con Eco-3D podemos medir el volumen de tenting, el diámetro máximo entre el anillo mitral y la superficie de las valvas mitrales y visualizar la deformación que sufren las valvas desde cualquier punto de vista (fig. 6B y C). Aparato subvalvular y ventrículo izquierdo La tracción que sufren las valvas mitrales debido al desplazamiento de los MP parece ser el principal mecanismo causante de la IMF. El remodelado que sufre el ventrículo izquierdo es diferente en cada trastorno y, por lo tanto, también el grado de desplazamiento de los MP. En pacientes con miocardiopatía dilatada idiopática se producirá un remodelado general con desplazamiento de ambos MP. En pacientes con IM crónica con infarto de localización anterior suele predominar también el remodelado general. En estos dos grupos de pacientes, el ventrículo izquierdo al dilatarse adquiere una forma más esférica. Por el contrario, en los casos de IMF debida a un infarto inferior, predomina un remodelado local con desplazamiento del MP posterome-
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Fig. 7. Visualización simultánea de tres cortes ecocardiográficos obtenidos a partir de un volumen completo. Se debe reorientar los planos hasta encontrar los que incluyan el flujo de regurgitación en su totalidad. Los cortes coronal (A) y sagital (B) nos permiten medir la altura de la hemielipse para el cálculo del volumen regurgitante mediante el método de PISA. En el corte transversal (C) se visualiza la base de la hemielipse con un diámetro mayor y otro menor. D: representación de la forma del área de isoconvergencia proximal.
dial, que produce IM por tracción de la hemivalva isolateral23. Los cambios en el anillo y ventrículo izquierdo también se acompañan de cambios en la relación espacial entre los diferentes componentes de la VM. El principal parámetro utilizado hasta ahora por la Eco-3D ha sido la distancia de tethering, que sería aquella entre los trígonos y la cabeza de los músculos papilares. En la mayoría de los estudios se mide la distancia entre el trígono medio y la cabeza del MP posteromedial, y se encuentra muy buena relación entre esta distancia y el grado de distorsión de la geometría de la VM8,10,24,25. Geometría del orificio de regurgitación La cuantificación de la IM basada en el área de isoconvergencia proximal (PISA) es uno de los métodos más utilizados y validados en la actualidad26,27. Para su cálculo se asume que hay una aceleración simétrica del flujo hacia el orificio regurgitarte que determina la formación de capas hemisféricas cuando usamos el Doppler color. Mediante Doppler color 3D, se ha comprobado que esta presunción geométrica no siempre se cumple28,29, con lo que se puede subestimar el orificio regurgitante. Matsumura et al30 compararon la geometría del orificio regurgitante entre pacientes
con prolapso mitral y aquellos con IMF. Los pacientes con prolapso mitral presentaron una forma esférica, mientras que en el grupo de IMF encontraron una forma de elipse. Por lo tanto, el Doppler color 3D sería una técnica adecuada para decidir si debemos usar el método PISA convencional o presumir una forma semielíptica para su cálculo matemático (fig. 7). APLICACIONES CLÍNICAS DE LA ECOCARDIOGRAFÍA TRIDIMENSIONAL EN LA VÁLVULA MITRAL Desde la incorporación de la Eco-3DTR a la práctica clínica, una de sus principales aplicaciones ha sido la patología de la válvula mitral, en particular en la cuantificación del área valvular y en el análisis de la anatomía funcional de la VM, tanto en las lesiones de tipo II (prolapso) como en la IMF. Evaluación de la estenosis mitral El diagnóstico y la valoración de la severidad de la estenosis mitral se basa en la Eco-2D y las técnicas Doppler31,32. La determinación del área valvular mediante Doppler (tiempo de hemipresión, continuidad o flujo de convergencia proximal) es la técnica más usada. Sin embargo, es un hecho acepRev Esp Cardiol. 2009;62(2):188-98
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tado que estos métodos están influidos por el estado hemodinámico (frecuencia cardiaca, ritmo cardiaco, índice cardiaco) y la existencia de hipertrofia ventricular u otras lesiones valvulares asociadas33-35. Los métodos de planimetría del área mitral no están tan influidos por los cambios hemodinámicos, por lo que son muy utilizados en la actualidad36-38. Sin embargo, la planimetría requiere una correcta orientación del plano para obtener el área más pequeña trazada desde el borde libre de las valvas, y de hecho cortes oblicuos pueden sobreestimar el área mitral. La Eco-3DTR es una técnica rápida y precisa en la valoración del orificio valvular, pues permite orientarse en cualquier plano de corte, para encontrar la mínima área de la VM, eliminando así una de las principales limitaciones de la Eco-2D en la valoración del área por planimetría. Son varios los trabajos que han comparado la Eco-3D con los métodos tradicionales para el cálculo del AVM3941 . El área mitral medida por planimetría mediante Eco-3DTR tiene mejor correlación con el método de Gorlin que los métodos tradicionales (tiempo de hemipresión, método de flujo convergente proximal, planimetría del área valvular). Además, la Eco-3DTR presenta una menor variabilidad en un observador y entre observadores en el cálculo del área valvular mitral. Por otra parte, la variabilidad del observador para el cálculo del score de Wilkins para predecir el éxito de la valvuloplastia percutánea es menor con Eco-3DTR. Probablemente, la utilización de métodos tradicionales junto con la Eco-3DTR podría considerarse actualmente la mejor alternativa para el estudio de la estenosis mitral. Análisis del prolapso mitral En uno de sus primeros estudios con Eco-3D, Levine et al14 comprobaron que, debido a la forma en silla de montar del anillo mitral, se podía cometer el error de diagnosticar la existencia de prolapso mitral mediante Eco-2D por una falsa apariencia de desplazamiento de las valvas hacia la aurícula izquierda. Ese estudio hizo que se replanteara el diagnóstico de este trastorno y en algunos laboratorios de ecocardiografía se redujo su diagnóstico hasta en un 50%. Mediante Eco-3D, el segmento que prolapsa adquiere una forma de convexidad visto desde la aurícula izquierda y cóncavo si lo miramos desde el ventrículo izquierdo. Mediante la visualización de planos 2D (sagital, coronal, transversal) podremos conseguir el plano más adecuado para estudiar cada uno de los festones. Sugeng et al42 estudiaron la utilidad de la Eco3D transtorácica en la identificación del prolapso mitral. En el 70% de los casos consiguieron una adecuada reconstrucción de la VM. Probablemen194
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te debido a su mayor tamaño, la valva anterior se visualizaba más fácilmente, tanto en la ventana paraesternal como en la apical. La valva posterior se identificaba mejor desde la ventana paraesternal. En un estudio más reciente43, se comparó eficacia diagnóstica de la Eco-3D transtorácica para el prolapso mitral con la de la ecocardiografía transesofágica 2D, y se comprobó que ambos métodos tenían una buena correlación, siempre y cuando la calidad de imagen fuera adecuada (el 89% de los casos). Comparadas todas las modalidades ecocardiográficas (Eco-2D transtorácica y transesofágica, Eco-3D transtorácica o transesofágica 2D), la Eco-3DTE tiene la mejor correlación con el examen anatómico que realiza el cirujano durante la intervención, con una correcta localización del prolapso en el 96% de los casos44-46. Con la sonda 3D transesofágica, de una forma rápida y con una sola adquisición de imagen, somos capaces de estudiar cada uno de los festones mitrales desde cualquier punto de vista, sin tener que hacer una reconstrucción mental tras diferentes cortes ecocardiográficos47. Antes de la cirugía, con el uso de programas informáticos dedicados, podemos medir el área de las valvas para indicar al cirujano si hace falta o no la resección de algún festón. Implicaciones terapéuticas del análisis de la insuficiencia mitral funcional mediante Eco-3D Implicaciones para la cirugía cardiaca La anuloplastia mitral reductora sigue siendo el tratamiento quirúrgico de elección en pacientes con IMF48,49. Sin embargo, es conocido que hasta el 30% de los casos presentan en el seguimiento recidiva de la IMF50,51 y, además, la Eco-3D ha demostrado que su principal mecanismo tiene relación con el remodelado ventricular. Por ello, es necesario plantearse una nueva estrategia terapéutica ante esta enfermedad. Antes de la cirugía se debería hacer un minucioso estudio de la anatomía y el funcionamiento mitral. La Eco-2D convencional presenta grandes limitaciones para estudiar con exactitud la estructura tridimensional de la VM, en especial en el contexto de la IMF. La Eco-3DTR permite verla desde cualquier punto de vista, incluida la que el cirujano tiene en la mesa de operación, con una orientación superior de la valva anterior e inferior de la posterior (fig. 8). Por todo ello, la Eco-3DTRTE se está convirtiendo en una de las principales herramientas para el cirujano tanto en la planificación de este tipo de cirugía como en la monitorización de la intervención. Por otro lado, los nuevos anillos protésicos mitrales están diseñados para recuperar la forma original del anillo mitral y permitir, en la medida de
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Fig. 8. Imagen tridimensional obtenida mediante Eco-3DTRTE. Se visualiza la válvula mitral desde la aurícula con la aorta a las once (visión del cirujano). La valva mitral posterior (VMP) presenta un prolapso a nivel del su festón medio (flecha roja). VA: válvula aórtica; VMA: valva mitral anterior.
lo posible, la contracción y el desplazamiento anular48. En este sentido, en los trabajos de Yamaura et al52-54, el anillo flexible ha demostrado tener mejores resultados que los rígidos. En este nuevo contexto, sería necesario realizar una cuantificación tridimensional previa a la cirugía para seleccionar el anillo más adecuado y, después, comprobar la recuperación de la geometría normal. Debido al complejo mecanismo patogénico de la IMF, es importante realizar un estudio preciso de
la geometría mitral y ventricular. Para conseguir unas medidas reproducibles, es necesario identificar el mismo plano que define cada una de las estructuras cardiacas. Mediante Eco-2D no somos capaces de localizar todos los puntos de interés, como por ejemplo los trígonos mitrales, ni garantizar buena reproducibilidad en cada uno de ellos. Con Eco-3D podemos identificar y localizar el plano exacto que necesitemos (fig. 9). Gracias a los nuevos programas informáticos para el análisis de imágenes 3D, el tiempo necesario para medir la geometría mitral no sobrepasa los 5 min. Los parámetros de interés que actualmente se pueden medir mediante Eco-3D podrían ayudar a mejorar los resultados de la reparación mitral (tabla 2). Así, la visualización del anillo y las valvas mitrales en su totalidad, junto con análisis del aparato subvalvular, permitiría al cirujano conocer el mecanismo exacto de la IM y el grado de distorsión de la geometría mitral y ventricular en cada paciente. De esta forma, se podría planificar una cirugía reparadora individualizada y mejorar sus resultados. Aportación de la Eco-3D al desarrollo de nuevas opciones terapéuticas Durante los últimos años, son varios los dispositivos y las técnicas que han demostrado experimental y clínicamente la reducción de la IM y el remode-
B
A
Ant
Ant
C Fig. 9. Mediante Eco-3D obtenemos mediciones más exactas y reproducibles de la geometría mitral. La visualización de dos cortes simultáneos, A (sagital) y C (transversal), nos permite ver el error que cometemos cuando intentamos medir el diámetro intercomisural del anillo mitral (puntos). Reorientando estos dos planos conseguimos un corte sagital (B) que pasa por ambas comisuras mitrales (D).. Ant: anterior; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo.
D VD
VI VD
VI
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TABLA 2. Parámetros que se miden mediante Eco-3D Área del anillo mitral en 3D Volumen de tenting: volumen comprendido entre el anillo mitral y las valvas mitrales Superficie de las valvas mitrales Distancia de tethering. Distancia desde cualquier punto del anillo mitral a los MP Distancia interpapilar Volumen ventricular en 3D Índice de esfericidad en 3D Ángulo entre la válvula mitral y la válvula aórtica Ángulos entre las diferentes componentes de la válvula mitral MP: músculos papilares.
lado inverso del ventrículo izquierdo. Los estudios realizados por Levine et al utilizando Eco-3D demuestran que con la recolocación del MP posteroinferior mediante un parche epicárdico se reduce la IM, con disminución de la distancia de tethering55. Messas et al56-58 han propuesto también una técnica que consiste en cortar las cuerdas tendinosas causantes del desplazamiento de las valvas mitrales, que consigue los mismos resultados, aunque su aplicación clínica ha sido más controvertida59,60. Son necesarios más estudios para demostrar la eficacia de estas nuevas terapias. La terapia de resincronización cardiaca es una alternativa terapéutica en pacientes con insuficiencia cardiaca avanzada refractaria al tratamiento médico61,62 y se ha demostrado que disminuye el grado de IMF63. Sin embargo, sus efectos en la geometría mitral y ventricular no han sido tan establecidos, a pesar de ser un factor decisivo en el desarrollo de la IM. Resultados preliminares muestran que en los pacientes tratados con TRC se produce una disminución significativa de los volúmenes ventriculares y cambios favorables en la relación espacial entre los componentes de la VM, lo que se refleja en una reducción significativa del volumen de tenting64. La Eco-3D podría ayudar a comprender mejor cuáles son los mecanismos que llevan a la reducción de la IMF con la terapia de resincronización cardiaca y quizá optimizar la selección de pacientes que se benefician de dicha terapia. Implicaciones de la Eco-3DTR en el tratamiento percutáneo de la enfermedad mitral La aplicación de la ecocardiografía en el laboratorio de intervencionismo cardiaco ha supuesto un avance terapéutico en el sentido de facilitar determinados procedimientos evitando y detectando precozmente sus eventuales complicaciones. Así, en los últimos años hemos vivido la incorporación de la Eco-2D transesofágica o intracardiaca en el 196
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laboratorio de intervencionismo para procedimientos de cierre percutáneo de cortocircuitos intracardiacos o punciones transeptales. La Eco-3DTRTE proporciona una herramienta óptima para incorporarla a estos procedimientos, dada su capacidad tridimensional que refleja la disposición espacial y anatómica de las distintas estructuras cardiacas. Se ha comentado ya la utilidad de la Eco-3D para la estimación del área valvular mitral en pacientes con estenosis mitral, que podría ser de aplicación en los procedimientos de valvuloplastia mitral percutánea. Ello es de especial interés si se tiene en cuenta la imprecisión de las técnica no invasivas convencionales inmediatamente después del procedimiento65,66. Asimismo, la Eco-3DTRTE podría ser de utilidad para guiar la punción del tabique interauricular necesaria para el implante de dispositivos mitrales. La visualización 3D de todo el anillo protésico mitral en los pacientes con fugas periprotésicas permite evitar la reconstrucción mental necesaria para localizar su origen y, en consecuencia, mejorar la precisión diagnóstica. Aunque hay mínima evidencia científica al respecto, la aplicación de la Eco-3DTR puede suponer un gran avance en la realización de los procedimientos de cierre percutáneo de fugas periprotésicas. Además, podría guiar otros procedimientos sobre la VM como la técnica de Alfieri percutánea67 o el implante de un anillo a través del seno coronario. CONCLUSIONES La aplicación de Eco-3D al estudio de la VM aporta conocimientos únicos sobre su anatomía funcional que pueden ser de gran utilidad en el mejor conocimiento y tratamiento de sus trastornos. Concretamente, su aplicación en el campo de la cirugía reparadora y en el intervencionismo percutáneo puede contribuir a un importante avance terapéutico en los próximos años. AGRADECIMIENTOS El Dr. Jorge Solís agradece la colaboración de la Sociedad Española de Cardiología (Beca de la SEC 2007 para formación en investigación post-residencia en centros extranjeros) y del Dr. Solís-García. Los autores agradecen a Daniel Jiménez la realización de la figura 4 y a Mark D. Handschumacher el desarrollo de su programa Omni4D para el análisis de imágenes tridimensionales.
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Ecocardiografía tridimensional. Nuevas perspectivas sobre la caracterización de la válvula mitral Jorge Solisa, Marta Sitgesb, Robert A. Levinea y Judy Hunga a
Cardiology Division. Massachusetts General Hospital. Harvard Medical School. Boston. Massachusetts. Estados Unidos. b Servicio de Cardiología. Institut Clínic del Torax. Hospital Clínic. Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer. Universitat de Barcelona. Barcelona. España.
Recientes avances en la ecocardiografía tridimensional han permitido obtener imágenes en tiempo real, sin necesidad de realizar una reconstrucción off-line. Estos avances la han convertido en una importante herramienta tanto para la investigación como para la práctica clínica diaria. Gran parte de los trabajos realizados mediante ecocardiografía tridimensional se centran en el análisis de la válvula mitral, la fisiopatología de las lesiones mitrales y, en especial, la insuficiencia mitral funcional. El objetivo de este artículo es revisar la aportación de la ecocardiografía tridimensional en el conocimiento de la anatomía funcional de la válvula mitral, sus aplicaciones clínicas y sus implicaciones terapéuticas. Palabras clave: Ecocardiografía tridimensional. Ecocardiografía tridimensional en tiempo real. Insuficiencia mitral.
Three-Dimensional Echocardiography. New Possibilities in Mitral Valve Assessment Recent developments in three-dimensional echocardiography have made it possible to obtain images in real time, without the need for off-line reconstruction. These developments have enabled the technique to become an important tool for both research and daily clinical practice. A substantial proportion of the studies carried out using three-dimensional echocardiography have focused on the mitral valve, the pathophysiology of mitral valve disease and, in particular, functional mitral regurgitation. The aims of this article were to review the contribution of three-dimensional echocardiography to understand the functional
Correspondencia: Dr. J. Solis Martin. Cardiology Division. Massachusetts General Hospital. Blake 2. 55 Fruit Street. Boston, MA 02114. Estados Unidos. Correo electrónico: [email protected].
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anatomy of the mitral valve and to summarize the resulting clinical applications and therapeutic implications. Key words: Three-dimensional echocardiography. Realtime three-dimensional echocardiography. Mitral regurgitation. Full English text available from: www.revespcardiol.org
INTRODUCCIÓN En los últimos 10 años se ha producido un gran desarrollo de la ecocardiografía tridimensional en tiempo real (Eco-3DTR). Los avances en la adquisición, el almacenamiento y el análisis de las imágenes derivadas de esta técnica han hecho posible que cada vez sea más frecuente su uso en los laboratorios de ecocardiografía; no sólo en estudios de investigación, sino también en la práctica clínica diaria. Gran parte de los trabajos realizados mediante ecocardiografía tridimensional (Eco-3D) se centran en el análisis de la válvula mitral (VM). La Eco-3D nos ha permitido entender la anatomía funcional de la VM, la fisiopatología de las lesiones mitrales y, en especial, de la insuficiencia mitral funcional (IMF). La reciente incorporación de la Eco-3DTR transesofágica (Eco-3DTRTE) supone un gran avance y probablemente se convertirá en una herramienta imprescindible, tanto para el diagnóstico de lesiones mitrales como para la monitorización de la cirugía cardiaca y los procedimientos percutáneos sobre la válvula. El objetivo de este artículo es revisar la aportación de la Eco-3D en el conocimiento de la anatomía funcional de la VM, sus aplicaciones clínicas y sus implicaciones terapéuticas. DESARROLLO DE LA ECOCARDIOGRAFÍA TRIDIMENSIONAL Las primeras imágenes tridimensionales del corazón mediante ecocardiografía fueron obtenidas
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Fig. 1. Modalidades de captación con Eco3DTR: volumen completo donde se capta una pirámide de información; 3D-tiempo real en la que se observa un corte paraesternal en el eje largo; imagen multiplanar con la captación simultánea de dos planos bidimensionales (plano paraesternal longitudinal y plano paraesternal transversal a nivel de la válvula mitral). AI: aurícula izquierda; Ao: válvula aórtica; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo; VM: válvula mitral.
por Dekker et al1 en 1974. A partir de entonces, se desarrollaron diferentes sistemas tridimensionales que requerían la adquisición de imágenes bidimensionales (Eco-2D) sincronizadas con el electrocardiograma y la respiración, junto con un laborioso proceso de reconstrucción. Durante mucho tiempo, esta técnica ha aportado valiosa información sobre la anatomía y la función cardiaca. Sin embargo, su uso estaba limitado a unos pocos laboratorios de ecocardiografía y únicamente a estudios de investigación, debido al largo tiempo de procesado que requerían las imágenes. El desarrollo de transductores matriciales, con más de 3.000 cristales, junto con nuevos procesadores, permite obtener imágenes en tiempo real, sin necesidad de realizar una reconstrucción off-line. Esta tecnología permite adquirir una pirámide tridimensional de datos que puede incluir todas las estructuras cardiacas. Estos nuevos avances han llevado a que, en la actualidad, la Eco-3D no esté únicamente limitada a la investigación, sino que puede formar parte de la práctica clínica diaria. La Eco-3DTR presenta tres modalidades de adquisición: volumen completo, 3D-tiempo real, y la imagen multiplanar (adquisición de dos o tres planos simultáneos) (fig. 1). La utilización de una u otra dependerá de las estructuras cardiacas que se examina y el objetivo del estudio. Así, para obtener imágenes del ventrículo izquierdo y evaluar sus dimensiones y la función sistólica se recomienda captar un volumen completo en la ventana apical, con lo que podremos incluirlo en su totalidad. Requiere de 4 a 7 latidos y debe estar sincronizado con el electrocardiograma. Estructuras más pequeñas, como la válvula pulmonar o la aórtica, se pueden adquirir con 3D-tiempo real e incluso podremos realizar imágenes ampliadas (3D-zoom). Al ser en tiempo real, no requiere estar sincronizado con el electrocardiograma, pero el volumen captado será menor. Finalmente, la adquisición multiplanar, concretamente la biplanar, es muy útil para la VM, ya que permite ver al mismo tiempo un plano longitudinal y otro transversal de la válvula corrigiendo la angulación hasta conseguir el plano deseado. Es destacable también la aplicación de la Eco-3DTR multiplanar para la ecocardiografía de estrés, con lo
Fig. 2. Imagen tridimensional de las cavidades cardiacas captadas mediante volumen completo desde el plano apical. AD: aurícula derecha; AI: aurícula izquierda; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo.
que se reduce el tiempo de adquisición de las imágenes de forma significativa. Una vez captadas las imágenes, hay dos maneras de visualizarlas. Por un lado, creando imágenes tridimensionales con apariencia de volumen, lo que permite ver las cavidades cardiacas y las diferentes estructuras relacionadas entre sí (fig. 2). Por otra parte, podemos visualizar tres planos 2D al mismo tiempo (cortes coronal, sagital y transversal) (fig. 3). A partir de éstos, podremos orientar el plano de corte en cualquier dirección del espacio y conseguir el más adecuado para incluir el área de interés. Así por ejemplo, con la Eco-3D se corrigen los planos oblicuos o aquellos en los que no se visualiza el ápex, adquiridos con Eco-2D desde la ventana apical para el cálculo de volúmenes ventriculares. Esto justifica que la Eco-3D sea superior a la Eco-2D en el cálculo de volúmenes ventriculares, en especial en el caso de cavidades dilatadas y con geometría distorsionada2-5. Además, tenemos que tener en cuenta que, a diferencia de la Eco-2D, la Eco-3D no utiliza presunciones geométricas para el cálculo de volúmenes. Rev Esp Cardiol. 2009;62(2):188-98
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Fig. 3. Captación mediante volumen completo, en la que se visualiza simultáneamente tres planos bidimensionales (A: corte coronal; B: corte sagital; C: corte transversal; D: superposición de los tres planos). Mediante la reorientación de estos planos se puede estudiar cada una de las estructuras cardiacas. AD: aurícula derecha; AI: aurícula izquierda; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo.
TABLA 1. Protocolo ecocardiográfico tridimensional completo Ventana paraesternal
Ventana apical Ventana subcostal Ventana supraesternal
Adquisición de volumen completo Doppler color 3D a nivel de las válvulas mitral y aórtica Doppler color 3D a nivel de las válvulas tricúspide y pulmonar Adquisición de volumen completo. Incluye los dos ventrículos y las dos aurículas Doppler color 3D a nivel de las válvulas mitral, aórtica, tricúspide y pulmonar Adquisición de volumen completo Doppler color 3D a nivel de los septos interauricular e interventricular Adquisición de volumen completo Doppler color 3D a nivel de la aorta descendente
Con los sistemas iniciales, el Doppler color en la Eco-3D también requería una reconstrucción laboriosa, pero en la actualidad se puede adquirir junto con un volumen completo. Se requieren 7 latidos para su adquisición y se puede visualizar el flujo en su totalidad. Es especialmente útil en flujos complejos con efecto coanda en los que la Eco-2D suele subestimar su grado de severidad6,7. También se puede usar el Doppler color 3D con la adquisición multiplanar para flujos excéntricos y así estudiar su dirección. En los últimos 2 años la Eco-3DTRTE se ha incorporado en algunos laboratorios de ecocardiografía. La principal ventaja respecto a la Eco-2D 190
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transesofágica es que permite ver la VM desde cualquier punto de vista y realizar un mapa de las valvas mitrales tras una sola adquisición sin necesidad de una reconstrucción mental. Por ello, tanto los cirujanos como los cardiólogos intervencionistas especializados en la VM solicitan, cada vez con más frecuencia, un estudio previo al procedimiento con esta nueva modalidad ecocardiográfica. La Sociedad Americana de Ecocardiografía propone un protocolo completo en la práctica clínica mediante Eco-3DTR (tabla 1). Como alternativa, la Eco-3DTR podría complementar el estudio 2D convencional y únicamente centrarse en las estructuras de interés en cada caso.
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Aunque la Eco-3DTR ha conseguido eliminar algunas de las limitaciones que impedían aplicar las demás técnicas 3D a la práctica clínica, sigue teniendo importantes limitaciones. Es una técnica dependiente de la calidad de la imagen, que requiere de una curva de aprendizaje para optimizar su adquisición. Comparado con la Eco-2D convencional, presenta una baja resolución espacial, lo que dificulta, por ejemplo, la detección automática de bordes endocárdicos para cuantificar volúmenes. La menor tasa de imágenes por segundo también puede ser una limitación significativa a la hora de cuantificar flujos regurgitantes. Se requieren entre 4 y 7 latidos cardiacos para obtener un volumen completo, por lo que se puede obtener artefactos respiratorios o relacionados con arritmias cardiacas. Finalmente, la modalidad en tiempo real, aunque no requiere reconstrucción, está limitada por el pequeño volumen de adquisición. ECOCARDIOGRAFÍA TRIDIMENSIONAL EN LA EVALUACIÓN DE LA ANATOMÍA FUNCIONAL DE LA VÁLVULA MITRAL La Eco-3D es la técnica diagnóstica que más ha aportado al conocimiento de la anatomía y el funcionamiento de la VM. Mediante estudios in vitro y los realizados con Eco-3D en modelo animal, se ha comprobado los cambios que se producen en la geometría mitral y ventricular tras el infarto de miocardio y que dan lugar a la aparición de IM8. Los estudios posteriores en pacientes confirman estos resultados y la mayoría se centra en la IMF debido al complejo mecanismo que subyace a esta afección (fig. 4). En la IMF, la VM presenta una estructura aparentemente normal. Hay un desequilibrio entre las fuerzas que condicionan el cierre de las valvas mitrales durante la sístole9. Por un lado, se produce una disminución de las fuerzas de cierre que vienen determinadas por el gradiente de presión creado por la contracción ventricular, disminuidas en este tipo de patología que cursa con disfunción sistólica ventricular. Por otro lado, el desplazamiento apical y lateral de los músculos papilares (MPs), secundario al remodelado del ventrículo izquierdo, condiciona una tracción de las valvas mitrales en sentido apical, disminuye su superficie de coaptación y en consecuencia se produce la IM. Además, en la mayoría de los casos hay un mayor o menor grado de dilatación del anillo mitral8,10. Mediante Eco-3D podemos hacer un análisis detallado de cada uno de los componentes del aparato funcional mitral, necesario para comprender la anatomía funcional normal y los cambios que se producen en la IMF.
Fig. 4. Mecanismo de la insuficiencia mitral funcional. Disminución de la fuerza de cierre de la válvula mitral durante la sístole (flecha naranja). Aumento de la distancia de tethering debido al desplazamiento apical de los músculos papilares (flecha azul).
Geometría del anillo mitral Mediante la Eco-3D se ha demostrado que el anillo mitral presenta una forma en silla de montar11-12. Los puntos más elevados, es decir, más alejados del ápex cardiaco, corresponden a la región anterior más próxima a la raíz aórtica y la región posterior próxima a la pared posterior del ventrículo izquierdo13. Los puntos más bajos son las dos comisuras mitrales (fig. 5A). En sujetos sanos, esta forma es más marcada durante mesosístole, momento en el que el anillo mitral alcanza su menor área14. Tanto al final de la sístole como en el de la diástole, el anillo adquiere una forma más aplanada15. En pacientes con IMF se produce una dilatación junto con un aplanamiento del anillo mitral (fig. 5B). Aunque se dilatan tanto el diámetro intercomisural como el anteroposterior, éste es el más afectado, por lo que el anillo adquiere una forma más circular16. Estos cambios en la geometría del anillo parecen estar relacionados con el grado de insuficiencia mitral (IM)17. La IMF secundaria a una cardiopatía dilatada de origen isquémico presenta menos dilatación del anillo que la IMF secundaria a miocardiopatía dilatada idiopática, pero su remodelado suele ser asimétrico, probablemente en relación con el MP afectado. Asimismo, hay diferencias en el remodelado del anillo según la localización del Rev Esp Cardiol. 2009;62(2):188-98
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Fig. 5. Imagen tridimensional del anillo mitral. A: anillo mitral normal, con forma en silla de montar; las regiones más craneales corresponden a las regiones anterior y posterior del anillo. B: anillo mitral aplanado en paciente con insuficiencia mitral funcional. Fig. 6. A: imagen bidimensional en plano apical en el que se mide el área de tenting. B: visualización de un plano bidimensional mediante el programa OMNI4D (diseñado por el Massachusetts General Hospital), a partir de una adquisición de volumen completo. Se puede realizar una reconstrucción tridimensional de las valvas mitrales (en verde) mediante su trazado manual, utilizando un mínimo de 6 planos bidimensionales. Una vez trazado, se calcula automáticamente el volumen comprendido entre el anillo y las valvas mitrales (volumen de tenting). C: reconstrucción tridimensional del volumen de tenting (verde) junto con el ventrículo izquierdo (rojo) y el anillo mitral (azul).
infarto. En los infartos anteriores la dilatación y el aplanamiento del anillo mitral son mayores que en los infartos inferiores13. También con Eco-3D se ha conseguido demostrar el desplazamiento del anillo mitral, mediante el cálculo del área de desplazamiento18. En sujetos sanos se produce un desplazamiento caudal, que es más acentuado en la región posterior. En pacientes con IMF se reduce ese desplazamiento, fundamentalmente en la región posterior. Valvas mitrales Salgo et al19 comprobaron que la forma en silla de montar de la VM disminuye la tensión a la que están sometidas las valvas, en comparación con anillos más aplanados. Esta curvatura contribuye al mecanismo que evita la aparición de IM y refleja la capacidad de contracción del anillo durante la sístole. Mediante Eco-3D somos capaces actualmente de trazar las valvas mitrales y medir su área con la aplicación de programas informáticos especializados. Podemos medir el volumen entre el anillo mitral y las valvas mitrales para calcular el volumen de tenting. En sujetos normales, las valvas mitrales se encuentran a nivel del anillo mitral, con ligera protrusión hacia la aurícula de la porción más próxima a la raíz aórtica de la valva anterior. En la IMF, el área de coaptación se desplaza caudalmente debido a la tracción de las valvas por los MP. Hasta el mo192
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mento se usaba la Eco-2D para determinar en qué grado se afecta la geometría del aparato subvalvular y el ventrículo izquierdo, mediante el cálculo del área de tenting20 (fig. 6A) Sin embargo, estudios recientes han demostrado la asimetría de esta área21 y la existencia de diferentes patrones dependiendo de la etiología de la IMF22, por lo que un estudio basado en un único plano no sería óptimo. En cambio, con Eco-3D podemos medir el volumen de tenting, el diámetro máximo entre el anillo mitral y la superficie de las valvas mitrales y visualizar la deformación que sufren las valvas desde cualquier punto de vista (fig. 6B y C). Aparato subvalvular y ventrículo izquierdo La tracción que sufren las valvas mitrales debido al desplazamiento de los MP parece ser el principal mecanismo causante de la IMF. El remodelado que sufre el ventrículo izquierdo es diferente en cada trastorno y, por lo tanto, también el grado de desplazamiento de los MP. En pacientes con miocardiopatía dilatada idiopática se producirá un remodelado general con desplazamiento de ambos MP. En pacientes con IM crónica con infarto de localización anterior suele predominar también el remodelado general. En estos dos grupos de pacientes, el ventrículo izquierdo al dilatarse adquiere una forma más esférica. Por el contrario, en los casos de IMF debida a un infarto inferior, predomina un remodelado local con desplazamiento del MP posterome-
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Fig. 7. Visualización simultánea de tres cortes ecocardiográficos obtenidos a partir de un volumen completo. Se debe reorientar los planos hasta encontrar los que incluyan el flujo de regurgitación en su totalidad. Los cortes coronal (A) y sagital (B) nos permiten medir la altura de la hemielipse para el cálculo del volumen regurgitante mediante el método de PISA. En el corte transversal (C) se visualiza la base de la hemielipse con un diámetro mayor y otro menor. D: representación de la forma del área de isoconvergencia proximal.
dial, que produce IM por tracción de la hemivalva isolateral23. Los cambios en el anillo y ventrículo izquierdo también se acompañan de cambios en la relación espacial entre los diferentes componentes de la VM. El principal parámetro utilizado hasta ahora por la Eco-3D ha sido la distancia de tethering, que sería aquella entre los trígonos y la cabeza de los músculos papilares. En la mayoría de los estudios se mide la distancia entre el trígono medio y la cabeza del MP posteromedial, y se encuentra muy buena relación entre esta distancia y el grado de distorsión de la geometría de la VM8,10,24,25. Geometría del orificio de regurgitación La cuantificación de la IM basada en el área de isoconvergencia proximal (PISA) es uno de los métodos más utilizados y validados en la actualidad26,27. Para su cálculo se asume que hay una aceleración simétrica del flujo hacia el orificio regurgitarte que determina la formación de capas hemisféricas cuando usamos el Doppler color. Mediante Doppler color 3D, se ha comprobado que esta presunción geométrica no siempre se cumple28,29, con lo que se puede subestimar el orificio regurgitante. Matsumura et al30 compararon la geometría del orificio regurgitante entre pacientes
con prolapso mitral y aquellos con IMF. Los pacientes con prolapso mitral presentaron una forma esférica, mientras que en el grupo de IMF encontraron una forma de elipse. Por lo tanto, el Doppler color 3D sería una técnica adecuada para decidir si debemos usar el método PISA convencional o presumir una forma semielíptica para su cálculo matemático (fig. 7). APLICACIONES CLÍNICAS DE LA ECOCARDIOGRAFÍA TRIDIMENSIONAL EN LA VÁLVULA MITRAL Desde la incorporación de la Eco-3DTR a la práctica clínica, una de sus principales aplicaciones ha sido la patología de la válvula mitral, en particular en la cuantificación del área valvular y en el análisis de la anatomía funcional de la VM, tanto en las lesiones de tipo II (prolapso) como en la IMF. Evaluación de la estenosis mitral El diagnóstico y la valoración de la severidad de la estenosis mitral se basa en la Eco-2D y las técnicas Doppler31,32. La determinación del área valvular mediante Doppler (tiempo de hemipresión, continuidad o flujo de convergencia proximal) es la técnica más usada. Sin embargo, es un hecho acepRev Esp Cardiol. 2009;62(2):188-98
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tado que estos métodos están influidos por el estado hemodinámico (frecuencia cardiaca, ritmo cardiaco, índice cardiaco) y la existencia de hipertrofia ventricular u otras lesiones valvulares asociadas33-35. Los métodos de planimetría del área mitral no están tan influidos por los cambios hemodinámicos, por lo que son muy utilizados en la actualidad36-38. Sin embargo, la planimetría requiere una correcta orientación del plano para obtener el área más pequeña trazada desde el borde libre de las valvas, y de hecho cortes oblicuos pueden sobreestimar el área mitral. La Eco-3DTR es una técnica rápida y precisa en la valoración del orificio valvular, pues permite orientarse en cualquier plano de corte, para encontrar la mínima área de la VM, eliminando así una de las principales limitaciones de la Eco-2D en la valoración del área por planimetría. Son varios los trabajos que han comparado la Eco-3D con los métodos tradicionales para el cálculo del AVM3941 . El área mitral medida por planimetría mediante Eco-3DTR tiene mejor correlación con el método de Gorlin que los métodos tradicionales (tiempo de hemipresión, método de flujo convergente proximal, planimetría del área valvular). Además, la Eco-3DTR presenta una menor variabilidad en un observador y entre observadores en el cálculo del área valvular mitral. Por otra parte, la variabilidad del observador para el cálculo del score de Wilkins para predecir el éxito de la valvuloplastia percutánea es menor con Eco-3DTR. Probablemente, la utilización de métodos tradicionales junto con la Eco-3DTR podría considerarse actualmente la mejor alternativa para el estudio de la estenosis mitral. Análisis del prolapso mitral En uno de sus primeros estudios con Eco-3D, Levine et al14 comprobaron que, debido a la forma en silla de montar del anillo mitral, se podía cometer el error de diagnosticar la existencia de prolapso mitral mediante Eco-2D por una falsa apariencia de desplazamiento de las valvas hacia la aurícula izquierda. Ese estudio hizo que se replanteara el diagnóstico de este trastorno y en algunos laboratorios de ecocardiografía se redujo su diagnóstico hasta en un 50%. Mediante Eco-3D, el segmento que prolapsa adquiere una forma de convexidad visto desde la aurícula izquierda y cóncavo si lo miramos desde el ventrículo izquierdo. Mediante la visualización de planos 2D (sagital, coronal, transversal) podremos conseguir el plano más adecuado para estudiar cada uno de los festones. Sugeng et al42 estudiaron la utilidad de la Eco3D transtorácica en la identificación del prolapso mitral. En el 70% de los casos consiguieron una adecuada reconstrucción de la VM. Probablemen194
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te debido a su mayor tamaño, la valva anterior se visualizaba más fácilmente, tanto en la ventana paraesternal como en la apical. La valva posterior se identificaba mejor desde la ventana paraesternal. En un estudio más reciente43, se comparó eficacia diagnóstica de la Eco-3D transtorácica para el prolapso mitral con la de la ecocardiografía transesofágica 2D, y se comprobó que ambos métodos tenían una buena correlación, siempre y cuando la calidad de imagen fuera adecuada (el 89% de los casos). Comparadas todas las modalidades ecocardiográficas (Eco-2D transtorácica y transesofágica, Eco-3D transtorácica o transesofágica 2D), la Eco-3DTE tiene la mejor correlación con el examen anatómico que realiza el cirujano durante la intervención, con una correcta localización del prolapso en el 96% de los casos44-46. Con la sonda 3D transesofágica, de una forma rápida y con una sola adquisición de imagen, somos capaces de estudiar cada uno de los festones mitrales desde cualquier punto de vista, sin tener que hacer una reconstrucción mental tras diferentes cortes ecocardiográficos47. Antes de la cirugía, con el uso de programas informáticos dedicados, podemos medir el área de las valvas para indicar al cirujano si hace falta o no la resección de algún festón. Implicaciones terapéuticas del análisis de la insuficiencia mitral funcional mediante Eco-3D Implicaciones para la cirugía cardiaca La anuloplastia mitral reductora sigue siendo el tratamiento quirúrgico de elección en pacientes con IMF48,49. Sin embargo, es conocido que hasta el 30% de los casos presentan en el seguimiento recidiva de la IMF50,51 y, además, la Eco-3D ha demostrado que su principal mecanismo tiene relación con el remodelado ventricular. Por ello, es necesario plantearse una nueva estrategia terapéutica ante esta enfermedad. Antes de la cirugía se debería hacer un minucioso estudio de la anatomía y el funcionamiento mitral. La Eco-2D convencional presenta grandes limitaciones para estudiar con exactitud la estructura tridimensional de la VM, en especial en el contexto de la IMF. La Eco-3DTR permite verla desde cualquier punto de vista, incluida la que el cirujano tiene en la mesa de operación, con una orientación superior de la valva anterior e inferior de la posterior (fig. 8). Por todo ello, la Eco-3DTRTE se está convirtiendo en una de las principales herramientas para el cirujano tanto en la planificación de este tipo de cirugía como en la monitorización de la intervención. Por otro lado, los nuevos anillos protésicos mitrales están diseñados para recuperar la forma original del anillo mitral y permitir, en la medida de
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Fig. 8. Imagen tridimensional obtenida mediante Eco-3DTRTE. Se visualiza la válvula mitral desde la aurícula con la aorta a las once (visión del cirujano). La valva mitral posterior (VMP) presenta un prolapso a nivel del su festón medio (flecha roja). VA: válvula aórtica; VMA: valva mitral anterior.
lo posible, la contracción y el desplazamiento anular48. En este sentido, en los trabajos de Yamaura et al52-54, el anillo flexible ha demostrado tener mejores resultados que los rígidos. En este nuevo contexto, sería necesario realizar una cuantificación tridimensional previa a la cirugía para seleccionar el anillo más adecuado y, después, comprobar la recuperación de la geometría normal. Debido al complejo mecanismo patogénico de la IMF, es importante realizar un estudio preciso de
la geometría mitral y ventricular. Para conseguir unas medidas reproducibles, es necesario identificar el mismo plano que define cada una de las estructuras cardiacas. Mediante Eco-2D no somos capaces de localizar todos los puntos de interés, como por ejemplo los trígonos mitrales, ni garantizar buena reproducibilidad en cada uno de ellos. Con Eco-3D podemos identificar y localizar el plano exacto que necesitemos (fig. 9). Gracias a los nuevos programas informáticos para el análisis de imágenes 3D, el tiempo necesario para medir la geometría mitral no sobrepasa los 5 min. Los parámetros de interés que actualmente se pueden medir mediante Eco-3D podrían ayudar a mejorar los resultados de la reparación mitral (tabla 2). Así, la visualización del anillo y las valvas mitrales en su totalidad, junto con análisis del aparato subvalvular, permitiría al cirujano conocer el mecanismo exacto de la IM y el grado de distorsión de la geometría mitral y ventricular en cada paciente. De esta forma, se podría planificar una cirugía reparadora individualizada y mejorar sus resultados. Aportación de la Eco-3D al desarrollo de nuevas opciones terapéuticas Durante los últimos años, son varios los dispositivos y las técnicas que han demostrado experimental y clínicamente la reducción de la IM y el remode-
B
A
Ant
Ant
C Fig. 9. Mediante Eco-3D obtenemos mediciones más exactas y reproducibles de la geometría mitral. La visualización de dos cortes simultáneos, A (sagital) y C (transversal), nos permite ver el error que cometemos cuando intentamos medir el diámetro intercomisural del anillo mitral (puntos). Reorientando estos dos planos conseguimos un corte sagital (B) que pasa por ambas comisuras mitrales (D).. Ant: anterior; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo.
D VD
VI VD
VI
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TABLA 2. Parámetros que se miden mediante Eco-3D Área del anillo mitral en 3D Volumen de tenting: volumen comprendido entre el anillo mitral y las valvas mitrales Superficie de las valvas mitrales Distancia de tethering. Distancia desde cualquier punto del anillo mitral a los MP Distancia interpapilar Volumen ventricular en 3D Índice de esfericidad en 3D Ángulo entre la válvula mitral y la válvula aórtica Ángulos entre las diferentes componentes de la válvula mitral MP: músculos papilares.
lado inverso del ventrículo izquierdo. Los estudios realizados por Levine et al utilizando Eco-3D demuestran que con la recolocación del MP posteroinferior mediante un parche epicárdico se reduce la IM, con disminución de la distancia de tethering55. Messas et al56-58 han propuesto también una técnica que consiste en cortar las cuerdas tendinosas causantes del desplazamiento de las valvas mitrales, que consigue los mismos resultados, aunque su aplicación clínica ha sido más controvertida59,60. Son necesarios más estudios para demostrar la eficacia de estas nuevas terapias. La terapia de resincronización cardiaca es una alternativa terapéutica en pacientes con insuficiencia cardiaca avanzada refractaria al tratamiento médico61,62 y se ha demostrado que disminuye el grado de IMF63. Sin embargo, sus efectos en la geometría mitral y ventricular no han sido tan establecidos, a pesar de ser un factor decisivo en el desarrollo de la IM. Resultados preliminares muestran que en los pacientes tratados con TRC se produce una disminución significativa de los volúmenes ventriculares y cambios favorables en la relación espacial entre los componentes de la VM, lo que se refleja en una reducción significativa del volumen de tenting64. La Eco-3D podría ayudar a comprender mejor cuáles son los mecanismos que llevan a la reducción de la IMF con la terapia de resincronización cardiaca y quizá optimizar la selección de pacientes que se benefician de dicha terapia. Implicaciones de la Eco-3DTR en el tratamiento percutáneo de la enfermedad mitral La aplicación de la ecocardiografía en el laboratorio de intervencionismo cardiaco ha supuesto un avance terapéutico en el sentido de facilitar determinados procedimientos evitando y detectando precozmente sus eventuales complicaciones. Así, en los últimos años hemos vivido la incorporación de la Eco-2D transesofágica o intracardiaca en el 196
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laboratorio de intervencionismo para procedimientos de cierre percutáneo de cortocircuitos intracardiacos o punciones transeptales. La Eco-3DTRTE proporciona una herramienta óptima para incorporarla a estos procedimientos, dada su capacidad tridimensional que refleja la disposición espacial y anatómica de las distintas estructuras cardiacas. Se ha comentado ya la utilidad de la Eco-3D para la estimación del área valvular mitral en pacientes con estenosis mitral, que podría ser de aplicación en los procedimientos de valvuloplastia mitral percutánea. Ello es de especial interés si se tiene en cuenta la imprecisión de las técnica no invasivas convencionales inmediatamente después del procedimiento65,66. Asimismo, la Eco-3DTRTE podría ser de utilidad para guiar la punción del tabique interauricular necesaria para el implante de dispositivos mitrales. La visualización 3D de todo el anillo protésico mitral en los pacientes con fugas periprotésicas permite evitar la reconstrucción mental necesaria para localizar su origen y, en consecuencia, mejorar la precisión diagnóstica. Aunque hay mínima evidencia científica al respecto, la aplicación de la Eco-3DTR puede suponer un gran avance en la realización de los procedimientos de cierre percutáneo de fugas periprotésicas. Además, podría guiar otros procedimientos sobre la VM como la técnica de Alfieri percutánea67 o el implante de un anillo a través del seno coronario. CONCLUSIONES La aplicación de Eco-3D al estudio de la VM aporta conocimientos únicos sobre su anatomía funcional que pueden ser de gran utilidad en el mejor conocimiento y tratamiento de sus trastornos. Concretamente, su aplicación en el campo de la cirugía reparadora y en el intervencionismo percutáneo puede contribuir a un importante avance terapéutico en los próximos años. AGRADECIMIENTOS El Dr. Jorge Solís agradece la colaboración de la Sociedad Española de Cardiología (Beca de la SEC 2007 para formación en investigación post-residencia en centros extranjeros) y del Dr. Solís-García. Los autores agradecen a Daniel Jiménez la realización de la figura 4 y a Mark D. Handschumacher el desarrollo de su programa Omni4D para el análisis de imágenes tridimensionales.
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